纸浆模塑制品的基本生产过程
纸浆模塑产品的基料、助剂与纸相同,工艺也很接近,只不过纸浆模塑制品是在网模上成形的。
当纸浆通过网模时,纤维被网模截留,水被滤掉,按网模形状成形,纸浆纤维靠纤维间氢键结合形成湿纸坯,使用适当的化学品可以提高纤维间的结合力,改善强度和其他物理性能。湿纸坯再经过烘干或热定形,成为纸浆模塑制品。这就是纸浆模塑制品成形的基本过程。
纸浆模塑是利用模具在纸浆状态塑造纸制品,因此,模具是纸浆模塑技术的关键。纸浆模塑模具技术近几年发展迅猛,以前高难度的0.5度拔模技术已经有多家厂商掌握,纸浆模塑咖啡杯盖这样集中体现纸浆模塑技术水平的产品,也已经有很多家公司能够出模具了。
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利用纸浆模塑生产一次性快餐具,由于制品只有盒、、碗和盘子,形状比较简单,有一定的通用性。纸浆模塑用在工业内包装上和其他方面时,制品都比较大,形状非常复杂,而且一款一式都是“对号入座”,没有通用性,模具设计制造就要伴随始终。
纸浆模塑制品成形时与在模腔内成形的橡胶和塑料制品大不相同,、纸浆模塑制品成形时使用的浆料是一种只含10%左右纤维的水溶液,必须保证大部分的水流掉,所以纸浆模塑制品成形模具必须是网模。
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定形模具中的网模会使制品表面产生网痕,而且网模在频繁挤压中会很快破损。为了解决这个问题,有模具设计师设计了一种无网模,这种无网模是采用铜基球状粉末冶金制造。两年来经过多次结构改进和选择适当的粉末粒度,制造出来的无网定形模具寿命是网模的10倍,成本降低50%,制造出来的纸制品精度高,内、外表面光滑。
纸浆模塑整形模具:湿纸坯经过烘干后要发生变形,有的部位变形严重,或者对制品外表形状要求精度高时,制品要经过一道整形工序,使用的模具称整形模具。这种模具也需要有加热元件,但是没有网模也可以。
伴随着全球禁塑政策加快落实,以及纸浆模塑行业技术的快速进步和成本竞争力的提升,可以预测中国纸浆模塑行业在整个包装行业中的占比会快速同国际接轨,份额达到10%以上,也就是说有千亿级别的增量。
这千亿级别的增量,对于吸塑,珍珠棉,发泡胶,EPP以及精品盒来说,是一个痛苦的减量过程,在这些行业的从业人员一定要打起精神,要么抓紧技术改造,占领头部位置,要么战略收缩,有序退出,应对市场的不可逆转的变化。沉舟旁侧千帆过,病木前头万树春,没有不变的市场,只有不断的适应市场变化。
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纸浆模塑制品设计
纸浆模塑制品设计不是结构装备器材上的设计,其制品的许多性能由原材料、助剂、填料和生产工艺所决定。因此,纸浆模塑制品设计是一项工艺和结构综合性技术。
1、一些基本要求
除纸类产品的一般物理强度等要求外,还应根据制品的不同用途,从工艺和结构设计上,重视以下几项性能,以满足特定的使用要求。
(1)吸附性:纸浆模塑制品的憎液性能,包括对水、油、油墨等液体的吸收性能,这对纸餐具是特别重要的。
(2)制品外观质量:用肉眼可以观察到制品外观的缺陷,这些缺陷包括尘埃、孔洞、皱折、筋道、网印、斑点、浆疙瘩、鱼鳞斑、裂口、卷边、凹陷、色泽不一致等不美观的外表。
(3)制品精度:是指制品的尺寸、形状和位置与设计要求之间的误差。纸浆模塑制品精度按目前的制造方法,精度还有提高的空间,后续随着对制品质量要求的提高,对模具精度的要求会越来越高。
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吸附成形模具的预留量:吸附成形模具的预留量是模具设计的关键。
纸浆模塑制品从湿纸坯到完成制品,由于水的析出而发生收缩。同一个制品的不同位置收缩率不相同又没有规律,致使制品在成形过程中发生多向、多变的收缩变化,给模具设计时确定预留量造成困难,好在目前包装业对纸浆模塑制品制造精度要求不算高,用经验设计法还可以满足要求。为了获得更高的制品制造精度,完善模具设计方法,笔者通过长时间测试和理论推导总结确定了一项具有普遍使用价值、精度很高的模具预留量计算式(由于可以理解的原因不能公布)。这个计算式除了受结构、形状约束之外,还加进了浆料种类、成形条件和烘干方式的系数,所以这个计算式既有理论依据,又有经验系数。
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